物理化學第十一章課后題答案

1、第十一章化學動力學3.某一級反應(yīng)，反應(yīng)進行10 min后，反應(yīng)物反應(yīng)掉30%問反應(yīng)掉50%需多少 時間？解：根據(jù)一級反應(yīng)速率方程的積分式ln2ln2ln(0.7)=19.4 nun答：反應(yīng)掉50%8時19.4 min 。6.偶氮甲烷分解反應(yīng)C 迅 NNCH 血)TC 旦(g)+Ng)為一級反應(yīng)。287 oC時，一密閉容器中】上-二上.-廠初始壓力為21.332kPa, 1000 s 后總壓為 22.732 kPa，求二匸。解：設(shè)在t時刻-匚的分壓為p，CHNNCH辰)TC/H 屆)+N應(yīng))1000 s 后-_ :- -1- m，對密閉容器中的氣相反應(yīng)，可以用分壓表示組成：=exp (- h)

2、= - -In I =- 內(nèi)f Po)1000 b19.93221.332= 6.79xlQ-j= = 1,02x108.某一級反應(yīng) At產(chǎn)助 ，初始速率為lxld*3 mol dmL min _1 , 1 h后速率為- il 1;. . :if 1 :1 o 求和初始濃度 o解：一級反應(yīng)的速率方程1 In-1 In廣 lxlCH 、島h1為丿60-00 25x10 巧丿=0.0231mm-1v = - = kcA =虹u ezp (- 述 n 丄=exp- k(t2 - ) dt巧-5- = 00433mol dm-10.0231辛 血2 ln2 加. p k 0.0231巧 1x10g =

3、 一 =11.某二級反應(yīng)二-，兩種反應(yīng)物的初始濃度皆為1二1工一，經(jīng)10 min 后反應(yīng)掉25 %，求o解：由于A和B的計量系數(shù)和初始濃度相同，因此在反應(yīng)過程中-一,令二：,由速率方程的積分式的10x1x(1-0.25)= 00333曲 m118在一定條件下，反應(yīng)H2(g) Br2(g)r 2HBr (g)符合速率方程的一般形式，即 在某溫度下，當cH2二cb2 = 0.1 mol dm 及= cB = 2 mol dm 3時，反應(yīng)速率 為v，其他不同濃度時的速率如下表所示。J3Ch 2 (mol dm )J3.cb2 ( mol dm )_3CHBr (0.1 mol -dm )反應(yīng)速率0.

4、10.12v0.20.428v0.20.4216v0.10.231.88 v求反應(yīng)的分級數(shù)解：從題目所給數(shù)據(jù)中可以看出，此題應(yīng)該結(jié)合速率方程的一般形式來考慮。 按圖所給的式子dt得知，在某一時刻的反應(yīng)速率是取決于 H 2 n1，Br2 n2及I.HBr的，如這三者中任 何一個濃度發(fā)生變化都會影響到反應(yīng)速率，而影響的倍數(shù)則取決于n。利用表中速率數(shù)據(jù)便能求出n!, n2及n3。d HBr3 n1=k(0.1 mol ，dm)(0.1 mol ，dmdtd HBr3n1=k(0.1 mol .dm)(0.4 mol .dmdtd HBr-=k(0.2mol dm )(0.4 mol ，dmdtd H

5、Br_3n1-k(0.1 mol dm)(0.2 mol dmdt將（ 1）除以（2）得f、0.1 mol dm1_30.4 mol -dm8得到 n2 =1.5-3 n23 n3)(2 mol dm ) 二 v（1）_3 n 2_3 n 3)2 (2 mol dm ) 3 =8v（2）_3 門2. 3 n 3)(2 mol dm )= 16 v（3）n2.3 n3)2 (3 mol dm ) 3 =1 .88v（4）同理可得n1 =1， n3 = T22.某溶液中反應(yīng)二-,開始時反應(yīng)物A與B的物質(zhì)的量相等，沒有產(chǎn) 物C。1 h后A的轉(zhuǎn)化率為75%問2 h后A尚有多少未反應(yīng)？假設(shè)：（1）對A為

6、一級，對B為零級；（2）對A、B皆為1級。解：用表示A的轉(zhuǎn)化率。對于（1），反應(yīng)的速率方程為-辰 = 1 -住二亡當p（烈）魚二 岬_%!=_隔=（1_町油=0.252 =6.25% 右 lnl-隔）3對（2）,由于A與B的初始濃度相同，速率方程為殉 二 還=斶二場 二7庁忙2禺）（1 （1陽）（1斶）0.25礙=1 函= 143%2 1 2 623.反應(yīng)丄的速率方程為，25 oC 時k - 2x10 do? mol s_1（1）若初始溶度 5二002尬血如刁，尬二0,。4尬血枷刁，求如。（2）若將反應(yīng)物A與B的揮發(fā)性固體裝入二密閉容器中，已知25 oC時A 和B的飽和蒸氣壓分別為10 kPa

7、和2 kPa，問25 oC時0.5 mol A轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物 需多長時間？解：在（1）的情況下，；（一上，速率方程化為di毗 =b=2xl0-0.02 = 2-5X1S在（2）的情況下，假設(shè)A和B的固體足夠多，則在反應(yīng)過程中氣相中 A和B的濃度不變，既反應(yīng)速率不變，因此r1 - 7 SxSxlOxflQ/Tjx/T?)0.5x(8.314x298.15)a d ino*z =1一54乂108$5x20x2xl0-426.雙光氣分解反應(yīng)_匚廠L上為一級反應(yīng)。將一定量雙光氣迅速引入一個280 oC的容器中，751 s后測得系統(tǒng)的壓力為2.710 kPa；經(jīng)過長時間反應(yīng)完了后系統(tǒng)壓力為 4.008 kP

8、a。305 oC時重復試驗，經(jīng)320 s系統(tǒng)壓力為2.838 kPa ;反應(yīng)完了后系統(tǒng)壓力為3.554 kPa。求活化能。解：根據(jù)反應(yīng)計量式/ =|，： - .d = | - /，設(shè)活化能不隨溫度變化，而丘= 為丿1血氏1 Pa.1 , 2.004. 1.777jti =In= 5 78x10 s ，匕=7511.2988.314111 2 84x15.78x1ln- = 2 84xl0-3s4 3200.716f 11T / KCb,0 /cCa,0 / C c；，BCB ,eC A,eK =10.0C B,e = 10 C A,e由物料守恒可知cA,e +cB,e =0.55 mol，可以

9、得到_J3CA,e =0.05 mol -dm ， Cb& =0.5 mol -dm34.某反應(yīng)由相同初始濃度開始到轉(zhuǎn)化率達 20新需時間，在40 oC時為15 min，60 oC時為3 min。試計算此反應(yīng)的活化能。由于對于任意級數(shù)的化學反應(yīng)，如果初始濃度和轉(zhuǎn)化率相同，則36.溶液中某光化學活性鹵化物的消旋作用如下:RiR2R3CX（右旋）RiR2R3CX（左旋）在正、逆方向上皆為一級反應(yīng)，且兩速率常數(shù)相等。若原始反應(yīng)物為純的右旋物 質(zhì)，速率常數(shù)為1，試求:（1）轉(zhuǎn)化10 %所需時間；（2）24 h后的轉(zhuǎn)化率。解：速率方程為（2）+ n itc a該方程的解巾亡xpi：2&） =厶1 一二CM1:f j